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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46424| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Ajuste de modelo de máquinas rotativas utilizando otimização por enxame de partículas (PSO) |
| Alternate title (s): | Model updating of rotating machinery using particle swarm optimization (PSO) Model Updating of Rotating Machinery using Particle Swarm Optimization (PSO) |
| Author: | Penha, Bernardo Aguiar de Souza Penha, Bernardo Aguiar de Souza |
| First Advisor: | Cavallini Júnior, Aldemir Aparecido |
| First member of the Committee: | Sicchieri, Leonardo C. |
| Second member of the Committee: | Hwang, Henry F. |
| Summary: | Este trabalho investiga o ajuste de modelos numéricos de máquinas rotativas utilizando o algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas Híbrido (PSO-H), com validação experimental em bancada de testes. O estudo foca na calibração de parâmetros críticos como rigidez e amortecimento de mancais, visando reduzir discrepâncias entre respostas simuladas e experimentais. Desenvolveu-se um modelo unidimensional por Elementos Finitos (MEF) incorporando efeitos giroscópicos, desbalanceamento e interação rotor-mancal, seguindo formulações de Lalanne e Ferraris (1998). Os dados experimentais foram obtidos através de ensaios de impacto com medição de Funções de Resposta em Frequência (FRFs). O PSO-H demonstrou eficiência na minimização de erros entre modelos e experimentos, com convergência estável em até 20 iterações. Resultados indicaram erros médios inferiores a 1% nas frequências naturais e correlação cruzada de amplitude modal (CMAC) acima de 0,99 para os dois primeiros modos de vibração. Conclui-se que a metodologia proposta é robusta para aplicações em Monitoramento de Integridade Estrutural (SHM), com potencial para extensão a sistemas não lineares. |
| Abstract: | This study addresses the numerical model updating of rotating machinery using a Hybrid Particle Swarm Optimization (PSO-H) algorithm, validated through experimental bench tests. The research focuses on calibrating critical parameters such as bearing stiffness and damping coefficients to minimize discrepancies between simulated and experimental responses. A one-dimensional Finite Element Model (FEM) was developed, incorporating gyroscopic effects, unbalance forces, and rotor-bearing interactions based on Lalanne and Ferraris' formulations (1998). Experimental data were acquired through impact tests with Frequency Response Function (FRF) measurements. The PSO-H algorithm demonstrated efficient error minimization between models and experiments, achieving stable convergence within 20 iterations. Results showed average errors below 1% for natural frequencies and Cross-Modal Amplitude Correlation (CMAC) values above 0.99 for the first two vibration modes. The methodology proves robust for Structural Health Monitoring (SHM) applications, with potential extensions to nonlinear systems. |
| Keywords: | Máquinas rotativas Ajuste de modelo PSO Elementos Finitos Análise Modal |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | PENHA, Bernardo Aguiar de Souza. Ajuste de modelo de máquinas rotativas utilizando otimização por enxame de partículas (PSO). 2025. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46424 |
| Date of defense: | 23-May-2025 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecânica |
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